DE2644553B2 - Circuit arrangement for regulating the electrical power delivered to a consumer by an alternating current network - Google Patents
Circuit arrangement for regulating the electrical power delivered to a consumer by an alternating current networkInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Regulierung der von einem Wechselstromnetz an einen Verbraucher abgegebenen elektrischen Leistung durch Festlegen des Stromflußwinkels mittels einer in den Strompfad zum Verbraucher geschalteten Transistor-Leistungsschalteinrichtung, welche mittels einer Steuereinrichtung jeweils zu Beginn einer Halbwelle der Netzwechselspannung mindestens angenähert beim Phasenwinkel null Grad eingeschaltet und bei einem dem gewünschten Stromflußwinkel entsprechenden Phasenwinkel ausgeschaltet wird. Eine solche Schaltungsanordnung ist bekannt (GB-PS 10 47 904).The invention relates to a circuit arrangement for regulating the from an alternating current network to a Consumers output electrical power by setting the current flow angle by means of a in the Current path to the consumer switched transistor power switching device, which by means of a control device at the beginning of a half-wave of the AC mains voltage switched on at least approximately at phase angle zero degrees and at one the phase angle corresponding to the desired current conduction angle is switched off. Such a circuit arrangement is known (GB-PS 10 47 904).
Es ist auch bekannt, Leistungsregulierungen der genannten Art mit den einfachen Mitteln der sogenannten Phasenanschnitt-Regulierung unter Verwendung von Thyristoren oder Trhcs als Leistungsschaltern vorzunehmen. Hierbei wird der Verbraucher während jeder Halbwelle der Netzwechselspannung nach dem Nulldurchgang um einen solchen Phasenwinkel verzögert an das Wechselstromnetz angeschaltet, daß der verbleibende Phasenwinkel der Halbwelle bis zum nächsten Nulldurchgang dem gewünschten Stromflußwinkel entspricht Insbesondere dann, wenn die Anschaltung des Verbrauchers an das Wechselstromnetz bei einem größeren Phasenwinkel, d. h. bei einerIt is also known to use power regulators of the type mentioned with the simple means of so-called phase control of thyristors or Trhcs as power switches. Here the consumer is during each half-wave of the AC line voltage after the zero crossing delayed by such a phase angle is connected to the AC system that the remaining phase angle of the half-wave until the next zero crossing corresponds to the desired current flow angle, in particular if the Connection of the consumer to the alternating current network with a larger phase angle, d. H. at a relativ hohen Momentanspannung des Netzes erfolgt, treten im Anschaltzeitpunkt beträchtliche Stromspitzenwerte auf, vor allem bei kapazitiven Verbrauchern. Diese Stromspitzen belasten das Netz ungebührlich und verursachen zudem in benachbarten hochfrequenten Verbrauchern, wie beispielsweise Radio- und Fernsehgeräten oder Meßinstrumenten, nachteilige hochfrequente Störungen selbst dann, wenn an der Leistungsschalteinrichtung Störschutzmaßnahmen getroffen wer-If there is a relatively high instantaneous voltage in the network, considerable current peaks occur at the time of connection, especially with capacitive loads. These current peaks put an undue burden on the network and also cause high-frequency in neighboring areas Consumers, such as radio and television sets or measuring instruments, disadvantageous high-frequency interference even if interference protection measures are taken on the power switchgear den.the.
Aus der GB-PS 1047 904 ist eine an ein Wechselstromnetz anschaltbare Leistungsschalteinrichtung bekannt, die eine einstellbare elektrische Leistung an einen Verbraucher dadurch abgibt, daß in jeder Halbwelle derFrom GB-PS 1047 904 a switchable to an alternating current network power switching device is known, which has an adjustable electrical power to a Consumers gives off that in each half-wave of the gleichgerichteten, aber nicht geglätteten Netzspannung beim Nulldurchgang der Netzspannung ein in Reihe zum Verbraucher geschaltetes Halbleiterschaltelement eingeschaltet und bei einem bestimmten, einstellbaren Phasenwinkel innerhalb der gleichen Halbwelle wiederrectified but not smoothed mains voltage when the mains voltage crosses zero, a semiconductor switching element connected in series to the consumer switched on and again at a certain, adjustable phase angle within the same half-wave ausgeschaltet wird. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß beim Anschalten des Verbrauchers an die Netzwechselspannung nachteilige Stromspitzen vermieden werden und dennoch eine freie Wahl des Stromflußwinkels während jeder Halbwelle gewährleiis turned off. This measure ensures that when the consumer is switched on to the Mains AC voltage adverse current peaks can be avoided and still a free choice of Current flow angle guarantee during each half-wave stet ist Als Leistungsschalteinrichtung ist dabei ein Transistor vorgesehen, der durch eine bistabile Kippschaltung gesteuert wird. Diese Anordnung ist aber nicht für große Lasten geeignet Für große Lasten könnte man bei dieser Anordnung daran denken, stattThe power switching device is a Transistor provided which is controlled by a bistable multivibrator. This arrangement is however not suitable for large loads For large loads one could think of this instead of this arrangement eines einzigen Transistors mehrere parallelgeschaltete Transistoren vorzusehen. Dabei ergibt sich jedoch das Problem der gleichmäßigen Stromaufteilung auf die einzelnen Transistoren, damit nicht einzelne der Transistoren überlastet werden. Hierzu ist es beispielsa single transistor to provide several transistors connected in parallel. However, this results in this Problem of the even distribution of current to the individual transistors, so that not individual ones Transistors are overloaded. It is an example of this weise an sich bekannt, für die einzelnen parallelgeschal teten Transistoren Emitterwiderstände vorzusehen (Elektronische Rundschau 1961, Nr. 7, S. 308). Durch diese Widerstände entstehen aber zusätzliche Verluste im Leistungskreis.wise known per se, for the individual parallel scarf emitter resistors have to be provided for transistors (Electronic Rundschau 1961, No. 7, p. 308). By however, these resistances result in additional losses in the power circuit.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art bei Erhöhung der zulässigen Verbraucherleistung durch Parallelschalten mehrerer Transistoren mit verhältnismäßig einfachen Mitteln unter Vermeidung vonIt is the object of the present invention in the case of a circuit arrangement of the type mentioned at the beginning Increase in the permissible consumer power by connecting several transistors in parallel with relatively simple means while avoiding zusätzlichen Verlusten eine einwandfreie Stromaufteilung zu erreichen.additional losses to achieve a perfect current distribution.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung mindeTo achieve this object, the circuit arrangement of the type mentioned is according to the invention characterized in that when using at least stens zweier mit ihren Kollektor-Emitterstrecken parallelgeschalteter, steuerseitig entkoppelter Transistoren als Leistungsschalter in der Leistungsschalteinrichtung die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, daß die Transistoren mit einer Schaltfrequenz, die höherat least two with their collector-emitter lines transistors connected in parallel and decoupled on the control side as power switches in the power switching device, the control device is designed in such a way that the transistors with a switching frequency that is higher ist als die Netzfrequenz, abwechselnd derart eingeschaltet werden, daß sich die Zeitabschnitte ihres Einschaltzustandes überlappen, wobei das abwechselnde Einschalten der Transistoren in jeder Halbperiode der Netzwechselspannung von deren Beginn an so langeis than the mains frequency, are switched on alternately in such a way that the time segments of their switched-on state overlap, the alternating switching on of the transistors in each half cycle of the AC mains voltage for so long from the beginning erfolgt bis der gewünschte Stromflußwinkel erreicht ist.takes place until the desired current conduction angle is reached.
abwechselnd mit einer die Netzfrequenz übersteigendenalternating with one that exceeds the mains frequency
gleichmäßigere Stromverteilung auf die einzelnenmore even power distribution to the individual Transistoren und günstigere Verhältnisse bezüglich Wärmeabfuhr für die einzelnen Transistoren. Dadurch kann eine höhere Gesamtbelastung als bei bekannten Transistoranordnungen zugelassen werden, oder esTransistors and more favorable ratios regarding Heat dissipation for the individual transistors. This can result in a higher total exposure than known Transistor arrangements are allowed, or it
können die erforderlichen Maßnahmen zur Kühlung der Transistoren reduziert werden. Die Überlappung der Zeitabschnitte des Einschaltzustandes der Transistoren bewirkt, daß ein Transistor bei seiner Einschaltung erst nur einen Teil des ihm zugeordneten Stromes übernimmt, da der auszuschaltende Transistor noch Strom führt Somit ergibt sich für den eingeschalteten Transistor eine geringe dynamische Belastung, was insbesondere das Auftreten eines zweiten Durchbruchs verhindert Schließlich erlaubt die abwechselnde Steue- to rung der Transistoren mit höherer Frequenz eine einfachere und präzisere Festlegung des gesamten Stromflußwhikcls in jeder Halbwelle, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn die Leistungsschalteinrichtung Teil eines Regelkreises istcan take the necessary measures to cool the Transistors are reduced. The overlap of the time segments of the switched-on state of the transistors has the effect that a transistor only has a part of the current assigned to it when it is switched on takes over, since the transistor to be switched off still carries current Transistor a low dynamic load, which in particular, the occurrence of a second breakdown Finally, the alternating control allows tion of transistors with higher frequency a simpler and more precise definition of the whole Stromflusswhikcls in every half-wave, what in particular It is then advantageous if the power switching device is part of a control loop
Die Steuerung der Transistoren erfolgt vorzugsweise über je einen Transformator. Mit Hilfe dieser transformatorischen, potentialtrennenden Kopplung läßt sich die ununterbrochene Steuerung der Leistungsschalteinrichtung mit niedriger Steuerleistung erzielen. Auch kann die Steueirladung jedes Transistors am Ende jedes Steuerimpulses beschleunigt ausgeräumt werden. Zudem wird die durch die niedrige Induktivität der Transformatoren eine kurze Ansprechzeit gewährleistet, da der eingeprägte Strom schnell abgeschnürt werden kann, ohne daß hierzu eine hohe Spannung erforderlich wäre. Zufolge der höheren Frequenz der Steuersignale Läßt sich die Größe der Transformatoren niedrig halteii-The transistors are preferably controlled via one transformer each. With the help of these transformative, floating coupling allows uninterrupted control of the power switching device achieve with low control output. Also the control charge of each transistor can be at the end of each Control impulse can be eliminated more quickly. In addition, due to the low inductance of the Transformers guarantee a short response time, since the impressed current is quickly pinched off without the need for a high voltage. Due to the higher frequency of the Control signals Can the size of the transformers be kept low?
Mit Vorteil weist die Steuerspannung jedes Transistors in ihren Tastlücken einen Bereich auf, dessen Polarität entgegengesetzt derjenigen der Tastimpulse ist. Dadurch läßt sich die Remanenz des zugehörigen Transformators unwirksam machen.The control voltage of each transistor is advantageous in their tactile gaps an area whose polarity is opposite to that of the tactile pulses is. In this way, the remanence of the associated transformer can be made ineffective.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann zur Regulierung beliebiger wechselstromnetzbetriebener Verbraucher, insbesondere solcher mit anteilig hoher kapazitiver Beschaffenheit oder ausgesprochen reflektivem Verhalten sowie blindlastkompensierter Verbraucher vorteilhaft zur Anwendung gelangen, beispielsweise zur Regulierung der Helligkeit einer elektrischen Beleuchtungsanlage oder zur Regulierung von Antriebsleistungen für Elektromotoren, ferner für elektrische Zündungen von Verbrennungsvorgängen.The circuit arrangement according to the invention can be used to regulate any AC mains operated Consumers, especially those with a proportionately high capacitive quality or pronounced reflective behavior as well as blind load-compensated consumers are advantageously used, for example to regulate the brightness of an electrical lighting system or to regulate of drive power for electric motors, also for electric ignition of combustion processes.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Schaltungsancrdnung werden nachstehend anhand der Zeichnung erläutert Es zeigtEmbodiments of the circuit arrangement according to the invention are explained below with reference to the drawing. It shows
F i g. 1 ein Diagramm des zeitlichen Stromverlaufs in einem Verbraucher bei der bekannten Phasenanschnitt-Regulierung, F i g. 1 shows a diagram of the current curve over time in a consumer with the known phase control,
F i g. 2 ein Diagramm des zeitlichen Stromverlaufs in einem Verbraucher bei der ebenfalls bekannten Regulierung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1,F i g. 2 shows a diagram of the current profile over time in a consumer in the case of the likewise known Regulation according to the preamble of claim 1,
F i g. 3 ein Schaltungsdiagramm einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, F i g. 3 is a circuit diagram of a first embodiment of the circuit arrangement according to the invention,
Fig.4 ein Diagramm des zeitlichen Verlaufs von Steuerspannungen für die Leistungsschalteinrichtung der Schaltungsanordnung nach F i g. 3,4 shows a diagram of the time profile of control voltages for the power switching device the circuit arrangement according to FIG. 3,
Fig.5 ein Schaltungsdiagramm einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Fig. 5 is a circuit diagram of a second embodiment the circuit arrangement according to the invention.
In F i g. 1 ist der zeitliche Verlauf des regulierten, durch einen Verbraucher fließenden Stromes bei einer bekannten Phasenanschnitt-Regulierung dargestellt. Vom ersten Nulldurchgang f 0 an bis zu einem späteren Zeitpunkt 11 bleibt die vorgesehene Leistungsschalteinrichtung gesperrt, d.h. es fließt kein Strom. Im Zeitpunkt ti wird die Leistungsschalteinrichtung eingeschaltet, d.h. der Verbraucher mit dem Netz verbunden, so daß ein plötzlicher Stromanstieg mit hoher Stromäiiiderungsgeschwindigkeit vorliegt, der die bereits erwähnten Stromspitzen und hochfrequenten Störungen verursacht Der Strom fließt dann weiter bis zum nächsten Nulldurchgang 10'.In Fig. 1 shows the time course of the regulated current flowing through a consumer with a known phase control. From the first zero crossing f 0 to a later point in time 11 , the power switching device provided remains blocked, ie no current flows. At time ti, the power switching device is switched on, that is, the consumer is connected to the mains, so that there is a sudden increase in current with a high rate of change in current, which causes the aforementioned current peaks and high-frequency interference. The current then continues to flow until the next zero crossing 1 0 '.
F i g. 2 zeigt den entsprechenden zeitlichen Stromverlauf bei der ebenfalls bekannten Regulierung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die entsprechende Leistungsschalteinrichtung ist hier bereits im Zeitpunkt tO des ersten Nulldurchgangs eingeschaltet, so daß der Netzwechselstrom schon vom Nulldurchgang der Wechselspannung an durch den Verbraucher fließt und der plötzliche Stromanstieg vermieden ist In einem späteren Zeitpunkt 12 entsprechend dem gewünschten Stromflußwinkel wird die Leistungsschalteinrichtung gesperrt, so daß der durch den Verbraucher fließende Strom auf null sinkt bis beim nächsten Nulldurchgang die Leistungsschalteinrichtung wieder eingeschaltet wird.F i g. 2 shows the corresponding current curve over time in the likewise known regulation according to the preamble of claim 1. The corresponding power switching device is already switched on at time tO of the first zero crossing, so that the mains alternating current already flows through the consumer from the zero crossing of the alternating voltage and the sudden increase in current is avoided At a later point in time 12 corresponding to the desired current flow angle, the power switching device is blocked so that the current flowing through the consumer drops to zero until the power switching device is switched on again at the next zero crossing.
Bei dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Verbraucher V über eine Leistungsschalteinrichtung LSi an Klemmen N eines Wechselstromnetzes angeschaltet. Die Leistungsschalteinrichtung L umfaßt zwei Transistoren Tl und T2, die (steuerseitig entkoppelt) parallel geschaltet sind, indem je ihre Kollektoren und Emitter miteinander verbunden sind. Die miteinander verbundenen Kollektoren und Emitter der Transistoren Tl und TTl sind an die eine Diagonale einer Gleichrichterbrücke G1 angeschlossen, welche in jedem Zweig einen Gleichrichter D1, Dl, D3 bzw. D4, z. B. eine oder mehrere Dioden, aufweist Die andere Diagonale der Gleichrichterbrücke ist in Reihe zum Verbraucher V geschaltet. Die Gleichrichterbrücke dient dazu, die Transistoren vor einer Falschpolung zu schützen bzw. einen Zweiweg-Betrieb der dargestellten Leistungsschalteinrichtung zu ermöglichen.In the case of the FIG. 3, a consumer V is connected to terminals N of an alternating current network via a power switching device LSi. The power switching device L comprises two transistors T1 and T2, which are connected in parallel (decoupled on the control side), in that their collectors and emitters are connected to one another. The interconnected collectors and emitters of the transistors Tl and TTl are connected to one diagonal of a rectifier bridge G 1, which has a rectifier D 1, Dl, D3 or D4, z. B. has one or more diodes. The other diagonal of the rectifier bridge is connected in series to consumer V. The rectifier bridge serves to protect the transistors from incorrect polarity or to enable two-way operation of the power switching device shown.
Zur Steuerung der Transistoren 71 und T2 sind ihre Basen über je einen Strombegrenzungswiderstand R1 bzw. Ä2 mit der Sekundärwicklung je eines Treiber-Transformators 77? 1 bzw. TR 2 verbunden. Den Primärwicklungen der Transformatoren wird eine nachfolgend noch beschriebene Steuerspannung Ui bzw. i/2 zugeführt, wozu die Primärwicklungen an getrennte Ausgangsklemmen eines Steuerspannungsgenerators SG1 angeschlossen sind. Die Steuerung der Transistoren Tl und T2 über die Transformatoren ermöglicht es, die erforderliche Steuerleistung durch Impedanzanpassung niedrig zu halten; sie ermöglicht ferner eine Potentialtrennung der Basen der beiden Transistoren. Statt zwei Transistoren Tl und T2 kann auch, je nach Belastung, eine größere Zahi in gleicher Weise parallelgeschalteter Transistoren vorgesehen werden.To control the transistors 71 and T2 , their bases are each connected to a current limiting resistor R 1 or A 2 with the secondary winding of a driver transformer 77? 1 or TR 2 connected. A control voltage Ui or i / 2, which is described below, is fed to the primary windings of the transformers, for which purpose the primary windings are connected to separate output terminals of a control voltage generator SG 1. The control of the transistors T1 and T2 via the transformers makes it possible to keep the required control power low by means of impedance matching; it also enables the bases of the two transistors to be isolated. Instead of two transistors T1 and T2, depending on the load, a larger number of transistors connected in parallel can be provided in the same way.
Um einerseits genaue Schaltzeitpunkte für die Transistoren Tl und T2 und damit einen genau festgelegten Stromflußwinkel zu erzielen und andererseits die Größe der Treiber-Transformatoren TR1 und TR 2 niedrig zu halten, ist der Steuerspannungsgenerator SC1 so ausgebildet, daß er an seinen Ausgangsklemmen Steuersignale abgibt, deren Frequenz im Vergleich zur Netzfrequenz wesentlich höher und beispielsweise um 1OkHz beträgt. Die Steuersignale sind zudem vorzugsweise mindestens angenähert rechteckig, wobei die an den beiden Ausgangsklemmenpaaren des Steuersignalgenerators 5Gl abgegebenen Steuersignale gegeneinander zeitlich versetzt sind, sichOn the one hand, to achieve precise switching times for the transistors T1 and T2 and thus a precisely defined current flow angle and, on the other hand, to keep the size of the driver transformers TR 1 and TR 2 low, the control voltage generator SC 1 is designed so that it emits control signals at its output terminals whose frequency is significantly higher than the mains frequency, for example around 10 kHz. The control signals are also preferably at least approximately rectangular, the control signals output at the two output terminal pairs of the control signal generator 5G1 being offset in time with respect to one another
aber überlappen.but overlap.
Die vom Steuerspannungsgenerator 5Gl vorzugsweiseabgegebenen Steuerspannungen t/l und t/2 sind in F i g. 4 in Funktion der Zeit schematisch dargestellt. Die Steuerspannung U1 ist eine Rechteckspannung mit Tastimpulsen / und Tastlücken L, in welchen die Steuerspannung auf den Wert null fällt In den Tastlücken L sind jedoch zusätzliche Impulse Z vorgesehen, deren Polarität entgegensetzt derjenigen der Tastimpulse /ist Die Steuerspannung t/2 weist den gleichen zeitlichen Verlauf wie die Steuerspannung UX auf, ist jedoch gegenüber der letzteren zeitlich versetzt, so daß die Tastimpulse /der Steuerspannung U2 in die Tastlücken L der Steuerspannung UX fallen. Wie aus Fig.4 ersichtlich, überlappen die Tastimpulse / der Steuerspannungen U 1 und U 2 während der Zeiten Δ t. The control voltages t / 1 and t / 2 preferably output by the control voltage generator 5G1 are shown in FIG. 4 shown schematically as a function of time. The control voltage U 1 is a square wave voltage with key pulses / and key gaps L, in which the control voltage falls to the value zero.In the key gaps L , however, additional pulses Z are provided, the polarity of which is opposite to that of the key pulses / The control voltage t / 2 has the same temporal progression like the control voltage UX , but is offset in time with respect to the latter, so that the key pulses / the control voltage U2 fall into the key gaps L of the control voltage UX. As can be seen from FIG. 4, the probe pulses / the control voltages U 1 and U 2 overlap during the times Δ t.
Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung der F i g. 3 ist unter Zugrundelegung der Signalspannungen UX und t/2 der F i g. 4 wie folgt:The mode of operation of the circuit arrangement of FIG. 3 is based on the signal voltages UX and t / 2 of FIG. 4 as follows:
Zu Beginn einer Halb welle der Netzwechselspannung (Phasenwinkel null Grad) wird der Steuerspannungsgenerator SGX ausgelöst und gibt die Steuerspannungen UX und t/2 an die Primärwicklungen der Treiber-Transformatoren TOl bzw. TO 2 ab. Zunächst wird über den einen Transformator, z. B. den Transformator TO 1, die Steuerspannung U1 bzw. deren Tastimpuls /, an den Transistor 7"! übertragen, so daß dieser stromleitend wird. Vor Beginn der Sättigung des Transformators TO1 erscheint der Tastimpuls / der Steuerspannung t/2 am Transformator TO 2 und bringt den Transistor T2 in den stromleitenden Zustand, und zwar wegen der Überlappung der Steuerspannungen t/l und t/2, während der Transistor Tl noch stromleitend ist, so daß im Verbraucher V ein kontinuierlicher Stromfluß erzielt wird. Die Tastlücke L der Steuerspannung UX sperrt nun den Transistor TX, wobei der in der Tastlücke vorhandene Zusatzimpuls Z mit umgekehrter Polarität die Remanenzmagnetisierung im Transformator beseitigt und somit dessen Leistungsfähigkeit für den nun nachfolgenden Stromleitungsabschnitt des Transistors 7*1 erhöht. Dieser Vorgang wiederholt sich abwechselnd für die Transistoren TX und T2, so daß die Belastung sich gleichmäßig auf die beiden beteiligten Transistoren TX und T2 verteilt, während der durch den Verbraucher V fließende Strom kontinuierlich den Verlauf der Netzwechselspannung in der betreffenden Halbwelle annimmt Zur Erzielung des gewünschten Stromflußwinkels wird dann der Steuerspannungsgenerator SG X beim entsprechenden Phasenwinkel der Halbwelle gesperrt, so daß eine weitere Steuerung der Transistoren TX und 7*2 in den stromleitenden Zustand bis zum Beginn der nächsten Halbwelle unterbleibt Die Dioden DX bis D 4 der Gleichrichterbrücke G X sorgen hierbei für die richtige Polung im Hinblick auf das abwechselnde Vorzeichen der Halbwellen.At the beginning of a half-wave of the AC mains voltage (phase angle zero degrees) the control voltage generator SGX is triggered and outputs the control voltages UX and t / 2 to the primary windings of the driver transformers TOl and TO 2, respectively. First, a transformer, z. B. the transformer TO 1, the control voltage U 1 or its key pulse /, transmitted to the transistor 7 "! So that it is conductive. Before the start of the saturation of the transformer TO1, the key pulse / the control voltage t / 2 appears at the transformer TO 2 and brings the transistor T2 into the current-conducting state, namely because of the overlap of the control voltages t / l and t / 2, while the transistor Tl is still current-conducting, so that a continuous current flow is achieved in the consumer V. The key gap L of the control voltage UX now blocks the transistor TX, whereby the additional pulse Z with reversed polarity that is present in the key gap eliminates the remanence magnetization in the transformer and thus increases its performance for the current line section of the transistor 7 * 1 that now follows. This process is repeated alternately for the transistors TX and T2 so that the load is evenly distributed between the two involved transistors TX and T2 while the current flowing through the consumer V continuously assumes the course of the mains alternating voltage in the relevant half-wave.To achieve the desired current flow angle, the control voltage generator SG X is then blocked at the corresponding phase angle of the half-wave, so that further control of the transistors TX and 7 * 2 in the current-conducting State does not exist until the beginning of the next half-wave. The diodes DX to D 4 of the rectifier bridge GX ensure the correct polarity with regard to the alternating sign of the half-waves.
In einem Beispiel war die Impulsfrequenz der Steuerspannungen UX und t/2 1OkHz, die Spannung der Tastimpulse +10 V, die Spannung der Zusatzimpulse — 10 V und das Übersetzungsversthältnis derIn one example, the pulse frequency of the control voltages UX and t / 2 10kHz, the voltage of the probe pulses +10 V, the voltage of the additional pulses - 10 V and the transmission ratio of the
to Transformatoren TOl und TO 2 3:1. Die Erzeugung der Steuerspannungen UX und t/2 sowie die Einstellung des gewünschten Stromflußwinkels durch Auslösen und Sperren des Steuerspannungsgenerators SG X kann ohne weiteres mit bekannten Mitteln erfolgen, insbesondere auch mit digitalen Schaltungsanordnungen.to transformers TOl and TO 2 3: 1. The generation of the control voltages UX and t / 2 and the setting of the desired current flow angle by triggering and blocking the control voltage generator SG X can easily be done with known means, in particular with digital circuit arrangements.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, die einen größeren Strom zu schalten vermag und eine geringere Verlustwärme erzeugt, ist in Fig.5 dargestellt Dort sind in der Leistungsschalteinrichtung LS 2 zwei Anordnungen von entkoppelt parallelgeschalteten Transistoren Γ3, 7*4 und 7*5, 7"6 vorgesehen, deren Steuerung wie beim Ausführungsbeispiel der F i g. 3 über einzeln zugeordnete Treiber-Transformatoren TO 3, TO 4 TO 5 und TO 6 sowie Strombegrenzungswiderstände R 3, R 4, R S und R 6 erfolgt. Zur Erzielung der richtigen Polung für einen Zweiweg-Betrieb ist in Reihe zu jeder Anordnung TO 3 bzw. TO 4 bzw. TO 5, TO 6 von parallelgeschalteten Transistoren ein Gleichrichter DS bzw. D6, z. B. eine Diode geschaltet Diese beiden Reihenschaltungen sind parallel geschaltet und liegen im Netzstrompfad in Reihe zum Verbraucher V, wobei die Stromflußrichtungen der Anordnungen der Transistoren und des Gleichrichters bezüglich der Netz- oder Verbraucheranschlußseite der genannten Parallelschaltung im einen Zweig der Parallelschaltung entgegengesetzt demjenigen im anderen Zweig sind. Die Primärwicklungen der Transformatoren TO 3 bis TO 6 sind an entsprechende Ausgangsklemmen eines Steuerspannungsgenerators SG 2 zur Abgabe der zugehörigen Steuerspannungen t/3, t/4, t/5 und t/6 angeschlossen. Der Verlauf der Steuerspannungen t/3 bis t/6 unterscheidet sich gegenüber demjenigen der Steuerspannungen UX und t/2 der F i g. 3 lediglich darin, daß in Abhängigkeit vor der jeweiligen Polarität der Netzwechselspannung die Steuerung der jeweils unbelasteten Anordnung vor Transistoren Γ3, 7"4bzw. TS, 7*6 unterbleiben kann.Another embodiment of the inventive circuit arrangement, which is able to switch a larger current, and produces a smaller heat loss is shown in Figure 5. There, in the power switching device LS 2 two sets of decoupled parallel-connected transistors Γ3, 7 * 4 and 7 * 5, 7 "6 is provided, which, as in the embodiment of FIG. 3, is controlled via individually assigned driver transformers TO 3, TO 4, TO 5 and TO 6 as well as current limiting resistors R 3, R 4, RS and R 6. To achieve the correct polarity For two-way operation, a rectifier DS or D6, e.g. a diode, is connected in series with each arrangement TO 3 or TO 4 or TO 5, TO 6 of transistors connected in parallel Mains current path in series to the consumer V, the current flow directions of the arrangements of the transistors and the rectifier with respect to the mains or consumer connection side of the ge called parallel connection in one branch of the parallel connection are opposite to that in the other branch. The primary windings of the transformers TO 3 to TO 6 are connected to corresponding output terminals of a control voltage generator SG 2 for outputting the associated control voltages t / 3, t / 4, t / 5 and t / 6. The curve of the control voltages t / 3 to t / 6 differs from that of the control voltages UX and t / 2 in FIG. 3 only in that, depending on the respective polarity of the AC mains voltage, the control of the unloaded arrangement in front of transistors Γ3, 7 "4 or TS, 7 * 6 can be omitted.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig.5 entsteht Verlustwärme nur an zwei Gleichrichtern D3, DA Außerdem verteilt sich die Strombelastung auf viel Transistoren Ti bis 7*6.In the exemplary embodiment in FIG. 5, heat loss occurs only at two rectifiers D 3, DA. In addition, the current load is distributed over a large number of transistors Ti to 7 * 6.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
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